CN111048610B - 彩色膜以及具有该彩色膜的太阳能电池或组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种彩色膜，至少包含一层带颜色和/或图案的彩色层，所述彩色层通过原子层沉积法、磁控溅射法、喷涂法、刮涂法、UV打印法、化学气相沉积法、蒸镀法和丝网印刷法中任意一种方法制备而成，所述彩色层的制备材料为无机材料、染料或钙钛矿量子点材料中任意一种。在所述彩色层的内表面设置有反射层。在所述彩色层与反射层之间还设置有间隔层，在所述彩色层的外表面还设置了保护层。本发明还公开使用该彩色膜的太阳能电池或组件及其制备方法。本发明在保证太阳能电池的输出没有很大损失的前提下，提高了太阳能电池或组件外观的美观性，使太阳能电池技术与建筑完美融合。
Description
技术领域
本发明太阳能电池或组件制备技术领域，特别涉及一种彩色膜以及具有该彩色膜的太阳能电池或组件及其制备方法。
背景技术
BIPV（Building Intergrated Photovoltaic）技术是将太阳能电池产品集成到建筑上的技术，它体现了建筑与光伏技术的完美结合，是建筑师的艺术品。但由于传统的能量转化效率高的太阳能电池如单晶硅电池颜色较为单一（蓝色），一些薄膜太阳能电池如铜铟镓硒太阳能电池和碲化镉太阳能电池（黑色），钙钛矿太阳能电池（棕褐色）也因为其颜色较为单一导致应用范围比较狭窄，很难满足建筑美学的需求。其他类型的有机太阳能电池，染料敏化太阳能电池等虽然可以实现色彩多样化，但由于其能量转化效率较低，离商业化还很远。因此，如何设计外观效果具有现代感和未来感的高效率的太阳能电池，使其发电效率没有很大损失的同时，又能达到建筑一体化的美观效果是光伏产业在未来发展中必须要解决的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种彩色膜以及具有该彩色膜的太阳能电池或组件，在保证太阳能电池的输出没有很大损失的前提下，提高了太阳能电池或组件外观的美观性，使太阳能电池技术与建筑完美融合。
本发明是这样实现的，提供一种彩色膜，所述彩色膜至少包含一层带颜色和/或图案的彩色层，所述彩色层通过原子层沉积法、磁控溅射法、喷涂法、刮涂法、3D打印法、UV打印法、化学气相沉积法、蒸镀法和丝网印刷法中任意一种方法制备而成，所述彩色层的制备材料为无机材料、染料或钙钛矿量子点材料中任意一种；其中，
所述无机材料为以下原料中的任意一种：
（1）红色系无机材料：氯化碘（ICl）、硫化锰（MnS）、三硫化二锑（Sb2S3）、二溴化硒（SeBr2）、硫化汞（HgS）、二氧化碲（TeO2）、五氧化二铋（Bi2O5）、四氧化三铅（Pb3O4）、一硫化锗（GeS）、四碘化锡（SnI4）、二硫化铅（PbS2）、三氧化钾（KO3）、氟化亚铜（CuF）、铜Cu、氧化亚铜（Cu2O）、铬酸钠（Na2Cr2O7）、重铬酸钾（K2CrO7）、铬酸银（Ag2CrO4）、六水合锰盐(MnX2•6H2O，X=卤素、NO3、ClO4)、硫化锰水合物（MnS•nH2O）、高锰酸钾（KMnO4）、三氧化二铁（Fe2O3）、三氯化铁（FeCl3）、三碘化磷（PI3）三碘化锑（SbI3）。
（2）橙色系无机材料：三氯化碘（ICl3）、四溴化碲（TeBr4）、三氧化碲（TeO3）、二氧化硒（SeO2）、五硫化二硒（Sb2S5）、三氧化二铅（Pb2O3）、二碘化锗（GeI2）、碘化锡（SnI2）、氧化铯（Cs2O）、超氧化钾（KO2）。
（3）黄色系无机材料：三氟化碘（IF3）、硫（S）、硫化镉（CdS）、四溴化硒（SeBr4）、三溴化磷（PBr3）、三硫化二磷（P2S3）、五硫化二磷（P2S5）、五氧化二锑（Sb2O5）、泡铋矿（Bi2O3）、溴化铋（BiBr3）、氧化铅（PbO）、二溴化锗（GeBr2）、碘化铅（PbI2）、四碘化锗（GeI4）、二溴化锡（SnBr2）、二硫化锡（SnS2）、铬酸铅（PbCrO4）、三碘化镓（GaI3）、氧化铟（In2O3）、碘化铟（InI3）、氢氧化铊（TlOH）、溴化铊（TlBr）、碘化铊（TlI）、铬酸钡（BaCrO4）、氧化钾（K2O）、二氧化铈（CeO2）、碘化亚铜（CuI）、氯化铜（CuCl2）、氯金酸（HAuCl4•3H2O）、黄铁矾（M2Fe6(SO4)4(OH)12(M=NH4、Na、K)）、黄血盐（K4[Fe(CN)6]）、硫磺（S）。
（4）绿色系无机材料：碱式碳酸铜（Cu2(OH)2CO3）、硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）、氧化亚铁（FeO）、锰酸钾（K2MnO4）。
（5）蓝色系无机材料：硫酸铜（CuSO4•5H2O）、氢氧化铜（Cu(OH)2）、铁氰化亚铁（Fe2[Fe(CN)6]）。
（6）紫色系无机材料：高锰酸钾（K2Mn2O7）、碘单质（I2）。
（7）棕色系无机材料：二氧化铅（PbO2）、硫化亚锡（SnS）。
（8）黑色系无机材料：硫化亚铁（FeS）、硫化铅（PbS）、硫化银（Ag2S）、三硫化二锑（Sb2S3）、碘化铋（BiI3）、氧化锗（GeO）、氧化亚锡（SnO）、硫化铅（PbS）、硫化亚铜（Cu2S）、氧化铜（CuO）、硫化铜（CuS）、氧化银（Ag2O）、硫化银（Ag2S）。
（9）白色系无机材料：氧化镁（MgO）、碳酸钙（CaCO3）、氧化钙（CaO）、氧化铝（Al2O3）、五氧化二磷（P2O5）、五氧化二碘（I2O5）、五氧化二氮（N2O5）、锑（Sb）、三氧化二锑（Sb2O3）、铋（Bi）、三氟化铋（BiF3）、氯化铋（BiCl3）、锗（Ge）、锡（Sn）、二氧化锗(GeO2)、二氧化锡（SnO2）、二氧化钛（TiO2）、铝（Al）、氧化铝（Al2O3）、氟化钙（CaF2）、氧化锌（ZnO）。
所述染料为以下原料中的任意一种：
（1）蓝色染料：基于吡咯并吡咯二酮染料（diketopyrrolopyrrole (DPP)-based）、苏木精（Hematoxylin）、靛蓝洋红（Indigo carmine）、甲基蓝（Methyl blue）、苯胺蓝（Aniline blue）。
（2）红色染料：洋红（Carmine）、地衣红（Orcein）、酸性品红（Acid fuchsin）、刚果红（Congo red）、苏丹Ⅲ（Sudan Ⅲ）、苏丹Ⅳ（Sudan Ⅳ）、伊红（Eosin）、碱性品（复）红（Basic fuchsin）、中性红（Neutral red）。
（3）绿色染料：固绿（Fast green）、甲基绿（methyl green）。
（4）紫色染料：结晶紫（Crystal violet）、龙胆紫（Gentian violet）、番红（Safranin）。
（5）蓝色染料：亚甲蓝、美蓝（Methylene blue）。
所述钙钛矿量子点材料为以下原料中的任意一种：
由CH3NH3PbX3（X=Br、I、Cl）和CsPbX3（X=Cl、Br、I）组成的化合物，厚度尺寸在3nm~10um之间，颜色为黄色、橙色、红色、绿色、蓝色、紫色中任意一种，根据粒径的大小不同得到不同颜色的量子点产物。
进一步地，在所述彩色层的内表面设置有反射层。
进一步地，在所述彩色层与反射层之间还设置有间隔层，所述间隔层为透明防水材料，所述透明防水材料为玻璃、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、乙烯-辛烯共聚物（POE）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯（PP）中的任意一种。
进一步地，在所述彩色层的外表面还设置了保护层，所述保护层为透明防水材料，所述透明防水材料为玻璃、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、乙烯-辛烯共聚物（POE）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯（PP）中的任意一种。
本发明是这样实现的，还提供一种太阳能电池或组件，在所述太阳能电池或组件上使用了如前所述的彩色膜。
本发明是这样实现的，还提供一种太阳能电池或组件的制备方法，包括如下步骤：先制备太阳能电池片，然后在太阳能电池片的上下表面分别敷设上胶膜层和下胶膜层，在上胶膜层上面预先制备一层如前所述的彩色膜，该彩色膜的外表面朝上放置，然后再在该彩色膜上放置一层顶胶膜层，随后再在叠加后的部件的上表面和下表面分别放置上封装玻璃和背板玻璃，将组装好的部件放入层压机中进行层压，层压温度为80~200℃，压强为50~150kPa，层压时间为3~20分钟，安装接线盒后，即得到带有彩色膜的太阳能电池或其组件。
本发明是这样实现的，还提供一种太阳能电池或组件的制备方法，包括如下步骤：先制备太阳能电池片，然后在太阳能电池片的上下表面分别敷设上胶膜层和下胶膜层，在上胶膜层上方预先制备一层如前所述的彩色膜，该彩色膜的外表面朝上放置，然后再在该彩色膜上放置一层顶胶膜层，在下胶膜层的下方预先制备一层如前所述的彩色膜，该彩色膜的外表面朝下放置，然后再在该彩色膜下放置一层底胶膜层，随后再在叠加后的部件的上表面和下表面分别放置上封装玻璃和背板玻璃，将组装好的部件放入层压机中进行层压，层压温度为80~200℃，压强为50~150kPa，层压时间为3~20分钟，安装接线盒后，即得到带有彩色膜的太阳能电池或其组件。
本发明是这样实现的，还提供一种太阳能电池或组件的制备方法，包括如下步骤：先制备太阳能电池片，然后在太阳能电池片的上下表面分别敷设上胶膜层和下胶膜层，在上胶膜层上方放置保护玻璃，在下胶膜层下方放置背板玻璃，然后在保护玻璃上敷设一层保护胶膜层，在保护胶膜层上方预先制备一层如前所述的彩色膜，该彩色膜的外表面朝上放置，然后再在该彩色膜上放置一层顶胶膜层，随后再在叠加后的部件的上表面放置上封装玻璃，将组装好的部件放入层压机中进行层压，层压温度为80~200℃，压强为50~150kPa，层压时间为3~20分钟，安装接线盒后，即得到带有彩色膜的太阳能电池或其组件。
本发明是这样实现的，还提供一种太阳能电池或组件的制备方法，包括如下步骤：先制备太阳能电池片，然后在太阳能电池片的上下表面分别敷设上胶膜层和下胶膜层，在上胶膜层上方放置上保护玻璃，在下胶膜层下方放置下保护玻璃，然后在上保护玻璃上敷设一层上保护胶膜层，在上保护胶膜层上方预先制备一层如前所述的彩色膜，该彩色膜的外表面朝上放置，然后再在该彩色膜上放置一层顶胶膜层，在下保护玻璃上敷设一层下保护胶膜层，在下保护胶膜层的下方预先制备一层如前所述的彩色膜，该彩色膜的外表面朝下放置，然后再在该彩色膜下放置一层底胶膜层，随后再在叠加后的部件的上表面和下表面分别放置上封装玻璃和背板玻璃，将组装好的部件放入层压机中进行层压，层压温度为80~200℃，压强为50~150kPa，层压时间为3~20分钟，安装接线盒后，即得到带有彩色膜的太阳能电池或其组件。
本发明是这样实现的，还提供一种太阳能电池或组件的制备方法，包括如下步骤：在预先制备的太阳能电池片的上表面放置上胶膜层，在上胶膜层上预先制备如前所述的彩色膜，该彩色膜的外表面朝下放置，随后再在叠加后的部件的上表面放置上封装玻璃，将组装好的部件放入层压机中进行层压，层压温度为80~200℃，压强为50~150kPa，层压时间为3~20分钟，安装接线盒后，即得到带有彩色膜的太阳能电池或其组件。
本发明是这样实现的，还提供一种太阳能电池或组件的制备方法，包括如下步骤：先制备太阳能电池片，然后在太阳能电池片的上下表面分别敷设上胶膜层和下胶膜层，在上胶膜层上方预先制备一层如前所述的彩色膜，该彩色膜的外表面朝上放置，在下胶膜层的下方预先制备一层如前所述的彩色膜，该彩色膜的外表面朝下放置，随后再在叠加后的部件的上表面和下表面分别放置上封装玻璃和背板玻璃，将组装好的部件放入层压机中进行层压，层压温度为80~200℃，压强为50~150kPa，层压时间为3~20分钟，安装接线盒后，即得到带有彩色膜的太阳能电池或其组件。
本发明是这样实现的，还提供一种太阳能电池或组件的制备方法，包括如下步骤：先制备太阳能电池片，然后在太阳能电池片的上下表面分别制备一层如前所述的彩色膜，位于太阳能电池片上下两侧的彩色膜的外表面朝外放置，随后再在叠加后的部件的上表面和下表面分别放置上封装玻璃和背板玻璃，将组装好的部件放入层压机中进行层压，层压温度为80~200℃，压强为50~150kPa，层压时间为3~20分钟，安装接线盒后，即得到带有彩色膜的太阳能电池或其组件。
与现有技术相比，本发明的彩色膜以及具有该彩色膜的太阳能电池或组件及其制备方法，提供的彩色太阳能电池，颜色丰富多样，制备方法较简单，可以满足建筑外观的颜色需求。本发明制备工艺简单，在保证太阳能电池的输出没有很大损失的前提下，提高了太阳能电池或组件的美观性，使太阳能电池或组件技术与建筑完美结合融合。太阳能的利用纳入环境的总体设计，把建筑、技术和美学融为一体，取代了传统太阳能的结构所造成的约束。相比于传统BIPV设计，从建筑的美观性上更有优势，设计更灵活。本发明还具有成本低特点，适于推广应用。
附图说明
图1为本发明的第一种带有彩色膜的太阳能电池或其组件的内部结构示意图；
图2为本发明的第二种带有彩色膜的太阳能电池或其组件的内部结构示意图；
图3为本发明的第三种带有彩色膜的太阳能电池或其组件的内部结构示意图；
图4为本发明的第四种带有彩色膜的太阳能电池或其组件的内部结构示意图；
图5为本发明的第五种带有彩色膜的太阳能电池或其组件的内部结构示意图；
图6为本发明的第六种带有彩色膜的太阳能电池或其组件的内部结构示意图；
图7为本发明的第七种带有彩色膜的太阳能电池或其组件的内部结构示意图；
图8为本发明的实施例一制备的蓝色钙钛矿太阳能电池的内部结构示意图；
图9为本发明的实施例二制备的白色钙钛矿太阳能电池的内部结构示意图；
图10-1为本发明实施例二制备的白色膜钙钛矿太阳能电池与未加入白色膜的钙钛矿太阳电池的吸收光谱对比示意图；
图10-2为本发明实施例二制备的带有白色膜钙钛矿太阳能电池与使用透明聚合物膜来替代白色膜的钙钛矿太阳能电池的漫反射对比示意图；
图11为本发明的实施例三制备的量子点彩色钙钛矿太阳能电池的内部结构示意图；
图12为本发明的实施例四制备的黄色晶硅太阳能电池的内部结构示意图；
图13为本发明的实施例五制备的白色太阳能电池的内部结构示意图；
图14为本发明的实施例六制备的紫红色钙钛矿太阳能电池的内部结构示意图；
图15为本发明的实施例七制备的浅灰色钙钛矿太阳能电池的内部结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明公开一种彩色膜，所述彩色膜至少包含一层带颜色和/或图案的彩色层。所述彩色层通过原子层沉积法、磁控溅射法、喷涂法、刮涂法、3D打印法、UV打印法、化学气相沉积法、蒸镀法和丝网印刷法中任意一种方法制备而成。所述彩色层的制备材料为无机材料、染料或钙钛矿量子点材料中任意一种。其中，
所述无机材料为以下原料中的任意一种：
（1）红色系无机材料：氯化碘（ICl）、硫化锰（MnS）、三硫化二锑（Sb2S3）、二溴化硒（SeBr2）、硫化汞（HgS）、二氧化碲（TeO2）、五氧化二铋（Bi2O5）、四氧化三铅（Pb3O4）、一硫化锗（GeS）、四碘化锡（SnI4）、二硫化铅（PbS2）、三氧化钾（KO3）、氟化亚铜（CuF）、铜Cu、氧化亚铜（Cu2O）、铬酸钠（Na2Cr2O7）、重铬酸钾（K2CrO7）、铬酸银（Ag2CrO4）、六水合锰盐(MnX2•6H2O，X=卤素、NO3、ClO4)、硫化锰水合物（MnS•nH2O）、高锰酸钾（KMnO4）、三氧化二铁（Fe2O3）、三氯化铁（FeCl3）、三碘化磷（PI3）三碘化锑（SbI3）。
（2）橙色系无机材料：三氯化碘（ICl3）、四溴化碲（TeBr4）、三氧化碲（TeO3）、二氧化硒（SeO2）、五硫化二硒（Sb2S5）、三氧化二铅（Pb2O3）、二碘化锗（GeI2）、碘化锡（SnI2）、氧化铯（Cs2O）、超氧化钾（KO2）。
（3）黄色系无机材料：氧化铈（CeO2）、三氟化碘（IF3）、硫（S）、硫化镉（CdS）、四溴化硒（SeBr4）、三溴化磷（PBr3）、三硫化二磷（P2S3）、五硫化二磷（P2S5）、五氧化二锑（Sb2O5）、泡铋矿（Bi2O3）、溴化铋（BiBr3）、氧化铅（PbO）、二溴化锗（GeBr2）、碘化铅（PbI2）、四碘化锗（GeI4）、二溴化锡（SnBr2）、二硫化锡（SnS2）、铬酸铅（PbCrO4）、三碘化镓（GaI3）、氧化铟（In2O3）、碘化铟（InI3）、氢氧化铊（TlOH）、溴化铊（TlBr）、碘化铊（TlI）、铬酸钡（BaCrO4）、氧化钾（K2O）、二氧化铈（CeO2）、碘化亚铜（CuI）、氯化铜（CuCl2）、氯金酸（HAuCl4•3H2O）、黄铁矾（M2Fe6(SO4)4(OH)12(M=NH4、Na、K)）、黄血盐（K4[Fe(CN)6]）、硫磺（S）。
（4）绿色系无机材料：碱式碳酸铜（Cu2(OH)2CO3）、硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）、氧化亚铁（FeO）、锰酸钾（K2MnO4）。
（5）蓝色系无机材料：硫酸铜（CuSO4•5H2O）、氢氧化铜（Cu(OH)2）、铁氰化亚铁（Fe2[Fe(CN)6]）。
（6）紫色系无机材料：高锰酸钾（K2Mn2O7）、碘单质（I2）。
（7）棕色系无机材料：二氧化铅（PbO2）、硫化亚锡（SnS）。
（8）黑色系无机材料：硫化亚铁（FeS）、硫化铅（PbS）、硫化银（Ag2S）、三硫化二锑（Sb2S3）、碘化铋（BiI3）、氧化锗（GeO）、氧化亚锡（SnO）、硫化铅（PbS）、硫化亚铜（Cu2S）、氧化铜（CuO）、硫化铜（CuS）、氧化银（Ag2O）、硫化银（Ag2S）。
（9）白色系无机材料：氧化镁（MgO）、碳酸钙（CaCO3）、氧化钙（CaO）、氧化铝（Al2O3）、五氧化二磷（P2O5）、五氧化二碘（I2O5）、五氧化二氮（N2O5）、锑（Sb）、三氧化二锑（Sb2O3）、铋（Bi）、三氟化铋（BiF3）、氯化铋（BiCl3）、锗（Ge）、锡（Sn）、二氧化锗(GeO2)、二氧化锡（SnO2）、二氧化钛（TiO2）、铝（Al）、氧化铝（Al2O3）、氟化钙（CaF2）、氧化锌（ZnO）。
所述染料为以下原料中的任意一种：
（1）蓝色染料：基于吡咯并吡咯二酮染料（diketopyrrolopyrrole (DPP)-based）、苏木精（Hematoxylin）、靛蓝洋红（Indigo carmine）、甲基蓝（Methyl blue）、苯胺蓝（Aniline blue）。
（2）红色染料：洋红（Carmine）、地衣红（Orcein）、酸性品红（Acid fuchsin）、刚果红（Congo red）、苏丹Ⅲ（Sudan Ⅲ）、苏丹Ⅳ（Sudan Ⅳ）、伊红（Eosin）、碱性品（复）红（Basic fuchsin）、中性红（Neutral red）。
（3）绿色染料：固绿（Fast green）、甲基绿（methyl green）。
（4）紫色染料：结晶紫（Crystal violet）、龙胆紫（Gentian violet）、番红（Safranin）。
（5）蓝色染料：亚甲蓝、美蓝（Methylene blue）。
所述钙钛矿量子点材料为以下原料中的任意一种：
由CH3NH3PbX3（X=Br、I、Cl）和CsPbX3（X=Cl、Br、I）组成的化合物，厚度尺寸在3nm~10um之间，颜色为黄色、橙色、红色、绿色、蓝色、紫色中任意一种，根据粒径的大小不同得到不同颜色的量子点产物。
其中，带图案的彩色层采用如下方法制备：
1）印制花纹的方法：设计好具有特定图案的模板，在普通/钢化玻璃/聚合物基底上通过模板印上花纹图案，颜色可以是白色或者彩色，彩色层的材料使用以上单色膜的制备材料。印有的花纹图案是镂空的，图案的位置大小经过设计，保证太阳光照射进入后所受投影面积近似，使部分光线透过。
2）UV打印：设计好需要的图案，用UV打印法直接在基底上打印一层图案，随后在图案表面沉积一层保护涂层。
3）物理/化学气相沉积法：设计不同的图案/纹路模板，用丝网印刷法、蒸镀法、磁控溅射法、原子层沉积法或化学气相沉积等方法将无机/有机材料/钙钛矿量子点材料沉积在基底表面。
作为一种实施例，在所述彩色层的内表面设置有反射层。所述反射层用于增加光线反射，在入射光透过的同时，也能更好的遮挡设置在发射层下的太阳能电池或组件使其外观上的颜色更加均匀不容易被发现。
所述反射层和彩色层分别通过原子层沉积法、磁控溅射法、喷涂法、刮涂法、气相沉积法、蒸镀法、3D打印法和丝网印刷法中任意一种方法制备在衬底材料上，或者，所述彩色层通过原子层沉积法、磁控溅射法、喷涂法、刮涂法、气相沉积法、蒸镀法、3D打印法和丝网印刷法中任意一种方法直接制备在反射层上，所述发射层预先通过原子层沉积法、磁控溅射法、喷涂法、刮涂法、气相沉积法、蒸镀法和丝网印刷法中任意一种方法制备在衬底材料表面上。
所述彩色层和反射层的衬底材料分别为聚合物材料、钢化或普通玻璃中任意一种。所述聚合物材料为聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、乙烯-辛烯共聚物（POE）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯（PP）和乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）中任意一种材质，颜色主要有白色、蓝色、绿色、乳白色、茶色、黄色、红色等颜色，厚度在1mm~8mm左右。PC板也可以有花纹、条纹状、颗粒状等。所述聚合物材料的厚度为0.1mm~10mm。所述彩色双层膜（包括彩色层和反射层）的厚度为100nm~10mm。
作为另一种实施例，在所述彩色层与反射层之间还设置有间隔层。所述间隔层为透明防水材料，所述透明防水材料为玻璃、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、乙烯-辛烯共聚物（POE）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯（PP）中的任意一种。
作为另一种实施例，在所述彩色层的外表面还设置了保护层。所述保护层为透明防水材料，所述透明防水材料为玻璃、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、乙烯-辛烯共聚物（POE）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯（PP）中的任意一种。
本发明还公开一种太阳能电池或组件，在所述太阳能电池或组件上使用了如前所述的彩色膜。所述太阳能电池或组件为钙钛矿太阳能电池、单晶硅或多晶硅太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池、铜铟镓锡太阳能电池、碲化镉太阳能池或其余有机薄膜太阳能电池中的任意一种。
具体地，本发明还公开第一种太阳能电池或组件的制备方法，包括如下步骤：先制备太阳能电池片1，然后在太阳能电池片1的上下表面分别敷设上胶膜层2和下胶膜层3，在上胶膜层2上面预先制备一层如前所述的彩色膜4，该彩色膜4的外表面朝上放置。然后再在该彩色膜4上放置一层顶胶膜层5，随后再在叠加后的部件的上表面和下表面分别放置上封装玻璃6和背板玻璃7，将组装好的部件放入层压机中进行层压。层压温度为80~200℃，压强为50~150kPa，层压时间为3~20分钟。安装接线盒后，即得到带有彩色膜的太阳能电池或其组件。第一种带有彩色膜的太阳能电池或其组件的内部结构示意图如图1所示。
该处太阳能电池片可以是任何类型的太阳能电池或组件，以下同。所述太阳能电池片1的具体结构根据不同类型的太阳能电池所不同，如果是钙钛矿太阳能电池，从下至上包括透明导电电极，载流子传输层，钙钛矿吸光层，载流子传输层，背电极。形态为固态电池，主要颜色为棕色。以钙钛矿太阳能电池片为例进一步说明其制备过程如下：
依次用洗涤剂、丙酮、异丙醇、乙醇和去离子水超声清洗透明导电玻璃掺锡氧化铟（ITO）各20min，然后用氮气枪吹干玻璃备用。在使用之前再用紫外臭氧清洗仪处理15min。将100μL氧化锌乙醇溶液（0.2g/mL）旋涂于ITO玻璃表面，速度为4000rpm，时间为30s，在150℃条件下退火半个小时，得到30nm的ZnO薄膜。制备甲胺铅碘钙钛矿吸光层，取100μL浓度为1.0mol/L的碘化铅溶液，以3000rpm的速度旋涂沉积于ZnO膜表面，时间为30s；然后在80℃的条件下退火，时间为10min；然后置于甲胺碘的溶液中浸泡10min，再在80℃的条件下退火10min。紧接着制备空穴传输层，取50μL的3-己基取代聚噻吩，以3000rpm的速度旋涂沉积于甲胺铅碘钙钛矿吸光层表面，时间为30s；在60℃的条件下退火10min。最后用真空蒸镀法沉积100nm的金电极，真空度为1*10-5Pa，沉积速度为1Å/s，最后得到钙钛矿太阳能电池片。
具体地，本发明还公开第二种太阳能电池或组件的制备方法，包括如下步骤：先制备太阳能电池片1，然后在太阳能电池片1的上下表面分别敷设上胶膜层2和下胶膜层3，在上胶膜层2上方预先制备一层如前所述的彩色膜4，该彩色膜4的外表面朝上放置。然后再在该彩色膜4上放置一层顶胶膜层5。在下胶膜层3的下方预先制备一层如前所述的彩色膜4，该彩色膜4的外表面朝下放置。然后再在该彩色膜4下放置一层底胶膜层8。随后再在叠加后的部件的上表面和下表面分别放置上封装玻璃6和背板玻璃7，将组装好的部件放入层压机中进行层压。层压温度为80~200℃，压强为50~150kPa，层压时间为3~20分钟。安装接线盒后，即得到带有彩色膜的太阳能电池或其组件。第二种带有彩色膜的太阳能电池或其组件的内部结构示意图如图2所示。
具体地，本发明还公开第三种太阳能电池或组件的制备方法，包括如下步骤：先制备太阳能电池片1，然后在太阳能电池片1的上下表面分别敷设上胶膜层2和下胶膜层3，在上胶膜层2上方放置保护玻璃9，在下胶膜层3下方放置背板玻璃7，然后在保护玻璃9上敷设一层保护胶膜层10，在保护胶膜层10上方预先制备一层如前所述的彩色膜4，该彩色膜4的外表面朝上放置，然后再在该彩色膜4上放置一层顶胶膜层5，随后再在叠加后的部件的上表面放置上封装玻璃6。将组装好的部件放入层压机中进行层压，层压温度为80~200℃，压强为50~150kPa，层压时间为3~20分钟。安装接线盒后，即得到带有彩色膜的太阳能电池或其组件。第三种带有彩色膜的太阳能电池或其组件的内部结构示意图如图3所示。
具体地，本发明还公开第四种太阳能电池或组件的制备方法，包括如下步骤：先制备太阳能电池片1，然后在太阳能电池片1的上下表面分别敷设上胶膜层2和下胶膜层3，在上胶膜层2上方放置上保护玻璃11，在下胶膜层3下方放置下保护玻璃12，然后在上保护玻璃11上敷设一层上保护胶膜层13，在上保护胶膜层13上方预先制备一层如前所述的彩色膜4，该彩色膜4的外表面朝上放置。然后再在该彩色膜4上放置一层顶胶膜层5，在下保护玻璃12上敷设一层下保护胶膜层14，在下保护胶膜层14的下方预先制备一层如前所述的彩色膜4，该彩色膜4的外表面朝下放置。然后再在该彩色膜4下放置一层底胶膜层8。随后再在叠加后的部件的上表面和下表面分别放置上封装玻璃6和背板玻璃7。将组装好的部件放入层压机中进行层压，层压温度为80~200℃，压强为50~150kPa，层压时间为3~20分钟。安装接线盒后，即得到带有彩色膜的太阳能电池或其组件。第四种带有彩色膜的太阳能电池或其组件的内部结构示意图如图4所示。
具体地，本发明还公开第五种太阳能电池或组件的制备方法，包括如下步骤：在预先制备的太阳能电池片1的上表面放置上胶膜层2，在上胶膜层2上预先制备如前所述的彩色膜4，该彩色膜4的外表面朝下放置。随后再在叠加后的部件的上表面放置上封装玻璃6，将组装好的部件放入层压机中进行层压。层压温度为80~200℃，压强为50~150kPa，层压时间为3~20分钟。安装接线盒后，即得到带有彩色膜的太阳能电池或其组件。第五种带有彩色膜的太阳能电池或其组件的内部结构示意图如图5所示。
具体地，本发明还公开第六种太阳能电池或组件的制备方法，包括如下步骤：先制备太阳能电池片1，然后在太阳能电池片1的上下表面分别敷设上胶膜层2和下胶膜层3，在上胶膜层2上方预先制备一层如前所述的彩色膜4，该彩色膜4的外表面朝上放置，在下胶膜层3的下方预先制备一层如前所述的彩色膜4，该彩色膜4的外表面朝下放置，随后再在叠加后的部件的上表面和下表面分别放置上封装玻璃6和背板玻璃7。将组装好的部件放入层压机中进行层压，层压温度为80~200℃，压强为50~150kPa，层压时间为3~20分钟。安装接线盒后，即得到带有彩色膜的太阳能电池或其组件。第六种带有彩色膜的太阳能电池或其组件的内部结构示意图如图6所示。
具体地，本发明还公开第七种太阳能电池或组件的制备方法，包括如下步骤：先制备太阳能电池片1，然后在太阳能电池片1的上下表面分别制备一层如前所述的彩色膜4，位于太阳能电池片1上下两侧的彩色膜4的外表面朝外放置，随后再在叠加后的部件的上表面和下表面分别放置上封装玻璃6和背板玻璃7。将组装好的部件放入层压机中进行层压，层压温度为80~200℃，压强为50~150kPa，层压时间为3~20分钟。安装接线盒后，即得到带有彩色膜的太阳能电池或其组件。第七种带有彩色膜的太阳能电池或其组件的内部结构示意图如图7所示。
下面结合具体实施例来进一步说明本发明的具有该彩色膜的太阳能电池或组件的制备方法。
实施例一：制备蓝色钙钛矿太阳能电池。
请同时参看图1和图8所示，本实施例制备的蓝色钙钛矿太阳能电池是采用本发明第一种太阳能电池或组件的制备方法来制备，包括如下步骤：
取吡咯并吡咯二酮染料0.1g，溶于乙醇和甲苯混合物（各5mL，共10mL），将染料溶液倒入PET的原料中，搅拌并混合均匀，用挤出机挤出成片状蓝色PET膜，用蒸镀法将银Ag蒸镀在蓝色PET上，真空度为1*10-5Pa，蒸镀速率为2Å/s，沉积时间为1h，厚度为100nm左右，得到镀银的蓝色膜4。
在钙钛矿太阳能电池片1的上下表面分别敷设封装胶膜（即上胶膜层2和下胶膜层3），然后在上胶膜层2表面敷设镀银的蓝色膜4，再在蓝色膜4上面放置EVA顶胶膜层5和上封装玻璃6。在钙钛矿太阳能电池片1的EVA下胶膜层3的下方放置背板玻璃7。最后将组装好的钙钛矿太阳能电池各组件放入层压机进行层压，在150摄氏度下层压1min，压力为90kPa，最后得到蓝色钙钛矿太阳能电池。
实施例二：制备白色钙钛矿太阳能电池。
请同时参看图2和图9所示，本实施例制备白色钙钛矿太阳能电池是采用本发明第二种太阳能电池或组件的制备方法来制备，包括如下步骤：
1）白色膜的制备
将沉积有透明导电层的聚合物基底PET用异丙醇、丙酮和去离子水清洗过后，烘干待用，取氧化锌ZnO白色粉末0.5g，用蒸镀法将其蒸镀在PET上，真空度为1*10-5Pa，蒸镀速率为0.2 Å/s，沉积时间为1h，厚度为1微米左右，再将PET翻面，在背面蒸镀一层铝Al，真空度为1*10-5Pa，蒸镀速率为1Å/s，沉积时间为30min，厚度为100nm左右。在PET的上下面分别制备氧化锌ZnO和铝Al之后得到白色膜4，相当于彩色膜4。
2）白色膜封装于钙钛矿太阳能电池片的上下方
将其中制备好的一片白色膜4放置在钙钛矿太阳能电池片1和EVA上胶膜层2的上方，将白色膜4的白色面朝上，再将另一片制备好的白色膜4放置在钙钛矿太阳能电池片1和EVA下胶膜层3的下方，将白色膜4的白色面朝下，随后再在两片白色膜4的上下表面分别放置另一片EVA胶膜（即顶胶膜层5和底胶膜层8），以及上封装玻璃6和背板玻璃7，最后全部放入层压机层压，层压温度为140摄氏度，时间300s，压力为40kPa，得到白色钙钛矿太阳能电池。
请参照图10-1所示，本实施例制备的带有白色膜钙钛矿太阳能电池与未加入白色膜的钙钛矿太阳电池的吸收光谱对比示意图。覆盖有白色膜的钙钛矿太阳能电池的外量子效率与未加入白色膜的钙钛矿太阳电池相比没有下降很多，说明覆盖了白色膜的钙钛矿太阳能电池仍然可以在改变钙钛矿原来颜色的基础上获得较高的发电效率。图10-2为本实施例制备的带有白色膜钙钛矿太阳能电池与使用透明聚合物膜来替代白色膜的钙钛矿太阳能电池的漫反射对比示意图，对比可以看出白色膜会将一部分入射光反射，因此钙钛矿太阳能电池需要吸收的光减少，但从图10-1可以看到白色膜虽然将光反射了，但钙钛矿太阳能电池仍然具有可观外量子效率（光电转化效率）。
实施例三：制备量子点彩色钙钛矿太阳能电池
请同时参看图3和图11所示，本实施例制备的量子点彩色钙钛矿太阳能电池是采用本发明第三种太阳能电池或组件的制备方法来制备，包括如下步骤：
a.CsPbBr3量子点原料的制备：将15mL的十八烯，3mL的油胺，1.5mL的油酸和溴化铅0.2g加入100ml反应瓶，在100摄氏度下加热100min脱气，再在100摄氏度下搅拌半小时，再在氩气氛围中，170摄氏度下加热10min，0.55mL的硬脂酸铯溶液溶解在十八烯中，浓度为0.15M，迅速加入到油酸和溴化铅的溶液，5s后，将反应的混合物在冰水浴中冷却，最终用20mL的丙酮重结晶，离心得到最终量子点粉末原料。
b.彩色膜的制备与彩色太阳能组件的制备：将制备得到的钙钛矿量子点原料用真空蒸镀法蒸镀到PET膜表面，真空度1*10-5Pa，沉积速度0.3Å/s，时间30min。随后在PET背面蒸镀铝Al，真空度为1*10-5Pa，沉积速度为1Å/s，时间30min，得到量子点彩色膜4。在钙钛矿太阳能电池片1的上下表面敷设EVA胶膜（即EVA上胶膜层2和EVA下胶膜层3），再分别敷设保护玻璃9和背板玻璃7，得到三玻结构钙钛矿太阳能电池组件。然后在保护玻璃9的上面放置EVA保护胶膜层10和量子点彩色膜4，再在量子点彩色膜4上面放置EVA顶胶膜层5和上封装玻璃6。最后组装好的各组件放入层压机，在120摄氏度下层压30s，压力为80kPa，得到带量子点的彩色钙钛矿太阳能电池。
实施例四：制备黄色晶硅太阳能电池。
请同时参看图4和图12所示，本实施例制备的黄色晶硅太阳能电池是采用本发明第四种太阳能电池或组件的制备方法来制备，包括如下步骤：
用蒸镀法将氧化铈CeO2粉末蒸镀在聚合物基底PET上，蒸镀速率为0.3Å/s，真空度为2*10-5Pa，时间为30min，沉积厚度为100nm。随后在PET背面蒸镀一层铝AL，蒸镀速率为1Å/s，真空度为2*10-5Pa，时间为40min，沉积厚度为80nm，得到黄色双层膜4。取一片晶硅太阳电池片1，在其上下表面分别敷设EVA上胶膜层2和EVA下胶膜层3，再在EVA上胶膜层2和EVA下胶膜层3的上下面敷设上保护玻璃11和下保护玻璃12，形成三玻结构。随后再在上保护玻璃11和下保护玻璃12的上下部敷设EVA上保护胶膜层13和EVA下保护胶膜层14。随后在EVA上保护胶膜层13上面敷盖黄色双面膜4，该黄色双面膜4的黄色面朝上。在EVA下保护胶膜层14的下面敷盖另一个黄色双面膜4，该黄色双面膜4的黄色面朝下。最后再在最上面分别放置EVA顶胶膜层5和上封装玻璃6，在最下面分别放置EVA底胶膜层8和背板玻璃7，把敷设好的各组件放入层压机，设定好层压参数，压力为90kpa，层压温度为120摄氏度，时间为15min，最终得到正反面都有黄色双层膜4的晶硅太阳能组件。
实施例五：制备白色太阳能电池。
请同时参看图5和图13所示，本实施例制备的白色太阳能电池是采用本发明第五种太阳能电池或组件的制备方法来制备，包括如下步骤：
将ZnO粉末50g与熔融态的PET混合均匀，通过挤出机挤压成掺杂ZnO粉末的白色PET，随后在PET下面蒸镀一层铝Al，真空度为5*10-5Pa，蒸镀温度为700摄氏度，厚度为100nm，得到镀铝的PET白色膜4。在太阳能电池片1的光入射面上放置POE上胶膜层2，再敷设镀铝的PET白色膜4，其中，白色膜4的白色面要朝上，最后在最上面放置上封装玻璃6。将组装好的各组件放入层压机，层压温度为100摄氏度，压力为60kPa，时间为100s，得到含有白色太阳能电池。
实施例六：制备紫红色钙钛矿太阳能电池。
请同时参看图6和图14所示，本实施例制备的紫红色钙钛矿太阳能电池是采用本发明第六种太阳能电池或组件的制备方法来制备，包括如下步骤：
将金属铜Cu溅射在PET的表面，溅射条件为直流溅射，氩气气氛，流速为20sccm，功率为100W，溅射时间为3min，厚度为40nm。随后将PET翻面，再在其另一面蒸镀银Ag，，真空度为4*10-4Pa，蒸镀时间为30min，厚度为100nm，最后得到含有铜和银的PET三层紫红色膜4。随后在钙钛矿太阳能电池片1的上下表面分别敷设EVA胶膜（即EVA上胶膜层2和EVA下胶膜层3），以及两片含有铜和银的PET三层紫红色膜4，镀铜的面朝外，再在位于上面的PET三层彩色膜4上放置上封装玻璃6，在位于下面的PET三层彩色膜4下放置背板玻璃7，最后将组装好的各组件放入层压机中，在120摄氏度层压200s，压力为70kPa，得到紫红色钙钛矿太阳能电池。
实施例七：制备浅灰色钙钛矿太阳能电池。
请同时参看图7和图15所示，本实施例制备的浅灰色钙钛矿太阳能电池是采用本发明第七种太阳能电池或组件的制备方法来制备，包括如下步骤：
用UV打印法在聚氯乙烯膜（PVC）的表面打印一层浅灰色的颜料，随后在PVC的背面蒸镀一层Al，铝的厚度为100nm，真空度为1*10-5Pa，蒸镀速率为1Å/s，得到PVC浅灰色膜4。最后将制备好的PVC浅灰色膜4用于太阳能电池封装中，得到浅灰色钙钛矿太阳能电池。该浅灰色钙钛矿太阳能电池从下往上依次是：背板玻璃7、PVC浅灰色膜4、钙钛矿太阳能电池片1、PVC浅灰色膜4、上封装玻璃6。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种彩色膜，其特征在于，所述彩色膜至少包含一层带颜色和/或图案的彩色层，所述彩色层通过原子层沉积法、磁控溅射法、喷涂法、刮涂法、3D打印法、UV打印法、化学气相沉积法、蒸镀法和丝网印刷法中任意一种方法制备而成，所述彩色层的制备材料为无机材料、染料或钙钛矿量子点材料中任意一种；其中，
所述无机材料为以下原料中的任意一种：
红色系无机材料：氯化碘、硫化锰、三硫化二锑、二溴化硒、硫化汞、二氧化碲、五氧化二铋、四氧化三铅、一硫化锗、四碘化锡、二硫化铅、三氧化钾、氟化亚铜、铜、氧化亚铜、铬酸钠、重铬酸钾、铬酸银、六水合锰盐、硫化锰水合物、高锰酸钾、三氧化二铁、三氯化铁、三碘化磷三碘化锑；
橙色系无机材料：三氯化碘、四溴化碲、三氧化碲、二氧化硒、五硫化二硒、三氧化二铅、二碘化锗、碘化锡、氧化铯、超氧化钾；
黄色系无机材料：三氟化碘、硫、硫化镉、四溴化硒、三溴化磷、三硫化二磷、五硫化二磷、五氧化二锑、泡铋矿、溴化铋、氧化铅、二溴化锗、碘化铅、四碘化锗、二溴化锡、二硫化锡、铬酸铅、三碘化镓、氧化铟、碘化铟、氢氧化铊、溴化铊、碘化铊、铬酸钡、氧化钾、二氧化铈、碘化亚铜、氯化铜、氯金酸、黄铁矾、黄血盐；
绿色系无机材料：碱式碳酸铜、硫酸亚铁、氧化亚铁、锰酸钾；
蓝色系无机材料：硫酸铜、氢氧化铜、铁氰化亚铁；
紫色系无机材料：高锰酸钾、碘单质；
棕色系无机材料：二氧化铅、硫化亚锡；
黑色系无机材料：硫化亚铁、硫化铅、硫化银、三硫化二锑、碘化铋、氧化锗、氧化亚锡、硫化铅、硫化亚铜、氧化铜、硫化铜、氧化银、硫化银；
白色系无机材料：氧化镁、碳酸钙、氧化钙、氧化铝、五氧化二磷、五氧化二碘、五氧化二氮、锑、三氧化二锑、铋、三氟化铋、氯化铋、锗、锡、二氧化锗、二氧化锡、二氧化钛、铝、氧化铝、氟化钙、氧化锌；
所述染料为以下原料中的任意一种：
蓝色染料：基于吡咯并吡咯二酮染料、苏木精、靛蓝洋红、甲基蓝、苯胺蓝；
红色染料：洋红、地衣红、酸性品红、刚果红、苏丹Ⅲ、苏丹Ⅳ、伊红、碱性品（复）红、中性红；
绿色染料：固绿、甲基绿；
紫色染料：结晶紫、龙胆紫、番红；
蓝色染料：亚甲蓝、美蓝；
所述钙钛矿量子点材料为以下原料中的任意一种：
由CH3NH3PbX3（X=Br、I、Cl）和CsPbX3（X=Cl、Br、I）组成的化合物，厚度尺寸在3nm~10um之间，颜色为黄色、橙色、红色、绿色、蓝色、紫色中任意一种，根据粒径的大小不同得到不同颜色的量子点产物；在所述彩色层的内表面设置有反射层，在所述彩色层与反射层之间还设置有间隔层，所述间隔层为透明防水材料，所述透明防水材料为玻璃、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯中的任意一种。
2.如权利要求1所述的彩色膜，其特征在于，在所述彩色层的外表面还设置了保护层，所述保护层为透明防水材料，所述透明防水材料为玻璃、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯中的任意一种。
3.一种太阳能电池或组件，其特征在于，在所述太阳能电池或组件上使用了如权利要求1或2所述的彩色膜。
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